[发明专利]一种高固含量低粘度聚酰胺酸溶液的制备方法

说明书

本发明涉及一种高固含量低粘度聚酰胺酸溶液的制备方法，包括：将羧酸铵盐双子表面活性剂与极性非质子溶剂混合，搅拌，加入二胺单体，继续搅拌，加入部分二酐单体反应，再加入剩余二酐单体继续反应。该方法操作简单，工艺环保，有利于大批量制备，具有很好的产业化前景，制备得到的聚酰胺酸溶液固含量高且粘度低，具有优良的流涎、旋涂、涂布加工性，可应用于柔性显示用电路基板制造、电子器件封装等多个领域。

技术领域

本发明属于聚酰胺酸溶液的制备领域，特别涉及一种高固含量低粘度聚酰胺酸溶液的制备方法。

背景技术

聚酰亚胺(Polyimide,PI)是一种分子链含有酰亚胺环结构的高性能聚合物，高度共轭的分子结构赋予其优异的机械强度、尺寸温度性、耐高温、耐辐照、耐腐蚀、绝缘等特点，由其制备的高性能材料如薄膜、纤维、树脂、涂料等已广泛应用于柔性显示、半导体封装、光伏能源、航空航天、军工等高科技领域。作为目前应用最为广泛与最为成功的聚酰亚胺制品，聚酰亚胺薄膜一直是各国关注的重点，特别是近年来OLED、柔性电子显示等产业的兴起，聚酰亚胺薄膜迎来新的研究热潮。通常用于OLED领域聚酰亚胺具有高度共轭的化学结构，难以溶解于常规有机溶剂，故通常由“两步法”技术路线制备，即以聚酰亚胺的前驱体(聚酰胺酸)进行制膜加工，经后续亚胺化处理使聚酰胺酸发生闭环反应得到聚酰亚胺薄膜材料。目前，诸如Dupont公司的Kapton系列薄膜、Kaneka公司的Apical系列薄膜、Ube公司的U-pilex系列薄膜均由该技术路线制得。

采用“两步法”加工时，虽然聚酰胺酸在极性非质子溶剂中具有一定的溶解性，但当其固含量较高时聚合物分子链之间的强相互作用易导致溶液粘度急剧增加，甚至发生凝胶化而失去加工性。因此制备固含量高且流动性好的聚酰胺酸溶液是制备高性能聚酰亚胺薄膜的关键。从结构分析，分子链间的强氢键相互作用是导致高固含量聚酰胺酸溶液流动差的重要原因。基于该原理，中国专利CN201410023969.0公开了在二胺与二酐聚合时添加一定质量的三甲基硅烷，破坏了聚酰胺酸分子链间氢键，得到固含量12～20％、粘度0.5～1.5万厘泊之间的聚酰胺酸溶液。中国专利CN201410557628.1公开了将聚硅氧烷类助粘剂添加至聚酰胺酸溶液，同样获得了高含量低粘度的聚酰胺酸溶液。

除硅烷小分子外，表面活性剂作为一种两亲物质也可有效用于调控溶液流变性质，且表面活性剂通常具有临界胶束浓度(CMC)低的特性，通过微量添加即可明显改变溶液性质，因而较添加小分子的方法有明显优势，例如聚电解质/表面活性剂、生物多糖/表面活性剂等复配等体系在原油驱油、化妆品流变控制、润滑剂等领域已有广泛应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高固含量低粘度聚酰胺酸溶液的制备方法，以克服现有技术中高固含量聚酰胺酸溶液粘度大、难加工的缺陷。

本发明提供一种高固含量低粘度聚酰胺酸溶液的制备方法，包括：

将羧酸铵盐双子表面活性剂与极性非质子溶剂混合，搅拌，加入二胺单体，继续搅拌至均相，加入部分二酐单体反应，再加入剩余二酐单体继续反应，得到聚酰胺酸溶液，其中羧酸铵盐双子表面活性剂在极性非质子溶剂中的摩尔浓度为0.0001～0.1mol/L，部分二酐单体摩尔占二胺单体总摩尔的80～100％，羧酸铵盐双子表面活性剂与二胺单体的摩尔比为1:24～1:67。

所述羧酸铵盐双子表面活性剂的结构式为：

中的一种或几种，式中R为CH₃(CH₂)n—，n＝7、9、11、13、15或17。

所述极性非质子溶剂包括N,N’-二甲基甲酰胺、N,N’-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基亚砜中一种。

所述二胺单体包括对苯二胺、2,5'-二4-(氨基苯基)嘧啶、间苯二胺、4,4'-二氨基二苯醚、3,3'-二氨基二苯醚、2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑、3,4'-二氨基二苯醚中的一种或几种。